申请日 20200122
公开（公告）日 20210129
IPC分类号 C02F9/10; C01D5/00; C02F101/10; C02F103/36
摘要
本实用新型涉及一种石化高盐废水资源化利用装置，属于水处理技术领域。包括：沉淀反应池；NaOH投加罐和Na2CO3投加罐，分别连接于沉淀反应池；固液分离膜，连接于沉淀反应池；第一反渗透膜，连接于固液分离膜的渗透侧；氧化反应器，连接于第一反渗透膜的浓缩侧；离子交换树脂柱，连接于氧化反应器；纳滤膜，连接于离子交换树脂柱，分离Na2SO4和NaCl；第一浓缩装置，连接于纳滤膜的浓缩侧；结晶装置，连接于第一浓缩装置；离心机，连接于结晶装置；第二反渗透膜，连接于纳滤膜的渗透侧；第二浓缩装置，连接于第二反渗透膜的浓缩侧；制酸碱装置，连接于第二浓缩装置。
权利要求书
1.一种石化高盐废水资源化利用装置，其特征在于，包括：
沉淀反应池（1），用于对石化高盐废水进行钙镁离子的沉淀反应；
NaOH投加罐（2）和Na2CO3投加罐（3），分别连接于沉淀反应池（1），分别用于向沉淀反应池（1）中加入NaOH和Na2CO3；
固液分离膜（4），连接于沉淀反应池（1），用于对进行了沉淀反应后的废水进行沉淀的分离处理；
第一反渗透膜（5），连接于固液分离膜（4）的渗透侧，用于对固液分离膜（4）的渗透液进行浓缩处理；
氧化反应器（6），连接于第一反渗透膜（5）的浓缩侧，用于对第一反渗透膜（5）中得到的浓缩液进行氧化处理；
离子交换树脂柱（7），连接于氧化反应器（6），用于对氧化处理后的废水进行离子交换处理深度去除钙镁离子；
纳滤膜（8），连接于离子交换树脂柱（7），用于对离子交换树脂柱（7）中得到的出水进行纳滤分离处理，分离Na2SO4和NaCl；
第一浓缩装置（9），连接于纳滤膜（8）的浓缩侧，用于对纳滤膜（8）的浓缩液进行浓缩处理；结晶装置（10），连接于第一浓缩装置（9），用于对第一浓缩装置（9）得到的Na2SO4盐水进行结晶处理；
离心机（11），连接于结晶装置（10），用于对结晶装置（10）中得到的Na2SO4进行离心分离；
第二反渗透膜（12），连接于纳滤膜（8）的渗透侧，用于对纳滤膜（8）的渗透侧得到的NaCl盐水进行浓缩处理；
第二浓缩装置（13），连接于第二反渗透膜（12）的浓缩侧，用于对第二反渗透膜（12）得到的NaCl浓盐水进行浓缩处理；
制酸碱装置（14），连接于第二浓缩装置（13），用于对第二浓缩装置（13）得到的NaCl浓盐水进行酸和碱的制备。
2.根据权利要求1所述的石化高盐废水资源化利用装置，其特征在于，固液分离膜（4）选自微滤膜或者超滤膜。
3.根据权利要求1所述的石化高盐废水资源化利用装置，其特征在于，固液分离膜（4）的材质选自无机材料或者聚合物材料。
4.根据权利要求1所述的石化高盐废水资源化利用装置，其特征在于，固液分离膜（4）平均孔径为20-200nm。
5.根据权利要求1所述的石化高盐废水资源化利用装置，其特征在于，氧化反应器（6）选自臭氧催化氧化装置、芬顿氧化装置或者电化学氧化装置。
6.根据权利要求1所述的石化高盐废水资源化利用装置，其特征在于，第一浓缩装置（9）和/或第二浓缩装置（13）选自电渗析装置。
7.根据权利要求1所述的石化高盐废水资源化利用装置，其特征在于，所述的制酸碱装置（14）是双极膜或者离子膜电解装置。
说明书
一种石化高盐废水资源化利用装置
技术领域
本实用新型涉及石化高盐废水资源化利用装置，属于水处理领域。
背景技术
在我国，工业废水年排放量在2.1×1010t以上，其中石化废水的排放量占3-5％。石油化工行业被公认为是国家整体国力提升的支柱产业，但作为高消耗、高污染的产业，石油化工行业排放的废水具有毒性大、水质水量波动大、成分复杂难降解以及废水种类繁多等特点。目前各石化企业的废水经内部污水处理厂处理后均能实现达标排放。但随着污水排放标准的日益严格以及对污水循环利用要求的不断提高，传统的达标排放已远不能满足企业的需求。尤其是石化废水中盐含量高，沿海地区往往经过处理达标后排海，但高含盐废水排入水体会造成水体盐分超标，影响生态平衡。随着环保要求的不断提高，尤其是沿海地区排海口逐步关闭，高含盐废水排放日趋困难。因此，针对石化高盐废水的零排放工艺逐步受到重视，但目前的零排放工艺更多侧重的是不排放或减少排放，没有对废水中的盐进行有效回收和利用，造成了资源的浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有石化高盐废水近零排放工艺不能有效利用废水中盐的问题，通过除硬过滤器、反渗透、脱色装置、深度除硬装置、分盐装置、冷冻结晶、浓缩装置和制酸碱装置等技术的集成，不仅实现石化高盐废水的近零排放，而且实现了对废水中盐的资源化利用。
一种石化高盐废水资源化利用工艺，包括如下步骤：
第1步，石化高盐废水中加入氢氧化钠和碳酸钠进行，使钙镁离子反应生成沉淀；并对沉淀采用固液分离膜进行过滤去除；
第2步，对固液分离膜过滤后的滤液采用第一反渗透膜进行浓缩；
第3步，第一反渗透膜的浓缩液进行氧化处理；
第4步，氧化处理后的废水通过离子交换树脂浓度去除钙镁离子；
第5步，对离子交换树脂处理后的废水采用纳滤膜进行硫酸钠和氯化钠的分离；
第6步，纳滤膜的浓缩液经过浓缩、结晶后，得到回收的硫酸钠；
第7步，纳滤膜的渗透液采用第二反渗透膜浓缩后，进行再浓缩处理后，通过双极膜或者离子膜电解处理。
在一个实施方式中，所述的第1步中，固液分离膜采用超滤膜或者微滤膜，固液分离膜的平均孔径范围是20-200nm。
在一个实施方式中，所述的第1步中，加入的氢氧化钠或者碳酸钠的量分别是1-200mg/L。
在一个实施方式中，所述的第1步中上，还在进入固液分离膜的料液中加入表面羧基化的四氧化三铁颗粒，表面羧基化的四氧化三铁颗粒在废水中的浓度是100-200mg/L，表面羧基化的四氧化三铁颗粒的颗粒是50-500nm。
在一个实施方式中，所述的第1步中，固液分离膜采用的过滤方式包含错流过滤和死端过滤两种，操作压力0.01-1MPa。
在一个实施方式中，所述的第2步中，第一反渗透膜的膜的形式包含但不局限于卷式膜、碟片式反渗透膜元件，膜元件脱盐率不低于97％；第一反渗透膜的过滤温度不超过45℃，操作压力0.1-10MPa。
在一个实施方式中，所述的第3步中，氧化处理选自臭氧催化氧化、芬顿氧化或者电化学氧化。
在一个实施方式中，所述的第5步中，纳滤膜采用的膜元件包含但不局限于卷式纳滤膜、碟片式纳滤膜，截留率不低于95％；纳滤膜的温度不超过45℃，操作压力0.1-10MPa。
在一个实施方式中，第6步中，结晶方式为冷冻结晶，冷冻结晶的温度为-10-5℃。冷冻结晶得到的十水合硫酸钠，采用蒸发装置得到无水硫酸钠，无水硫酸钠白度达到82以上，纯度达到98%以上。
在一个实施方式中，所述的第7步中，第二反渗透膜的膜的形式包含但不局限于卷式膜、碟片式反渗透膜元件，膜元件脱盐率不低于97％；第一反渗透膜的过滤温度不超过45℃，操作压力0.1-10MPa。
在一个实施方式中，所述的第7步中，再浓缩采用电渗析装置，其形式包含但不局限于异相膜、均相膜。经过浓缩装置浓缩后得到的浓盐水的浓度为5%-25%，浓缩装置的淡水返回pH调节池。
一种石化高盐废水资源化利用装置，包括：
沉淀反应池，用于对石化高盐废水进行钙镁离子的沉淀反应；
NaOH投加罐和Na2CO3投加罐，分别连接于沉淀反应池，分别用于向沉淀反应池中加入NaOH和Na2CO3；
固液分离膜，连接于沉淀反应池，用于对进行了沉淀反应后的废水进行沉淀的分离处理；
第一反渗透膜，连接于固液分离膜的渗透侧，用于对固液分离膜4的渗透液进行浓缩处理；
氧化反应器，连接于第一反渗透膜的浓缩侧，用于对第一反渗透膜中得到的浓缩液进行氧化处理；
离子交换树脂柱，连接于氧化反应器，用于对氧化处理后的废水进行离子交换处理深度去除钙镁离子；
纳滤膜，连接于离子交换树脂柱，用于对离子交换树脂柱中得到的出水进行纳滤分离处理，分离Na2SO4和NaCl；
第一浓缩装置，连接于纳滤膜的浓缩侧，用于对纳滤膜的浓缩液进行浓缩处理；
结晶装置，连接于第一浓缩装置，用于对第一浓缩装置得到的Na2SO4盐水进行结晶处理；
离心机，连接于结晶装置，用于对结晶装置中得到的Na2SO4进行离心分离；
第二反渗透膜，连接于纳滤膜的渗透侧，用于对纳滤膜的渗透侧得到的NaCl盐水进行浓缩处理；
第二浓缩装置，连接于第二反渗透膜的浓缩侧，用于对第二反渗透膜得到的NaCl浓盐水进行浓缩处理；
制酸碱装置，连接于第二浓缩装置，用于对第二浓缩装置得到的NaCl浓盐水进行酸和碱的制备。
在一个实施方式中，固液分离膜选自微滤膜或者超滤膜。
在一个实施方式中，固液分离膜的材质选自无机材料或者聚合物材料。
在一个实施方式中，固液分离膜平均孔径为20-200nm。
在一个实施方式中，氧化反应器选自臭氧催化氧化装置、芬顿氧化装置、或者电化学氧化装置。
在一个实施方式中，第一浓缩装置和/或第二浓缩装置选自电渗析装置。
在一个实施方式中，所述的制酸碱装置是双极膜或者离子膜装置。
在一个实施方式中，固液分离膜是陶瓷膜错流过滤器，其结构包括：
陶瓷膜错流过滤器，用于对进行了沉淀反应后的料液进行过滤处理；
在陶瓷膜错流过滤器上分别设有料液进口和料液出口，还设置有渗透液出口；
在料液出口上还设置有激光发射器和激光接收器，还包括颗粒浓度检测模块，连接于激光接收器，用于检测料液出口流出的料液中的四氧化三铁颗粒浓度；
磁选器，连接于料液出口，用于将四氧化三铁颗粒从出口的废水中移除；
四氧化三铁投加罐，连接于料液进口，用于向进入陶瓷膜错流过滤器的废水中在线投加四氧化三铁颗粒；
料液进口与料液出口之间通过原料液罐连接。
上述的石化高盐废水资源化利用装置在用于处理石化高盐废水中的应用。
有益效果
本实用新型在实现废水近零排放的基础上充分利用废水中的盐，通过分盐系统、结晶系统制取硫酸钠产品，通过制酸碱装置将氯化钠制成稀酸和稀碱。硫酸钠可以作为产品外售，稀酸和稀碱不仅可以作为工业生产酸碱的原料，而且可用于化学除硬、调节pH、膜系统清洗等。
发明人 （党建兵;张建刚;庄力;范克银;郑长城;彭文博;王雪林;张春;徐秋阳;张荟钦;张泉;周明;吴正雷;罗小勇;）
